Fiche de révision : Biologie générale et génétique

📋 Plan du Cours

1. Biologie et niveaux du vivant
2. Métabolisme et fonctions du vivant
3. Biomolécules organiques
4. ADN, ARN et nucléotides
5. Lipides et molécules minérales
6. Organisation des cellules
7. Diversité des virus
8. Cycle viral et défenses
9. Procaryotes et bactéries
10. Symbioses et structure bactérienne

📖 1. Biologie et niveaux du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Biologie : Science qui étudie les organismes vivants et leurs interactions entre eux et avec leur environnement.
• Cellule : Unité structurale et fonctionnelle de base de la vie, délimitée par une membrane plasmique, contenant un cytoplasme et capable de survivre, de se reproduire, de s’adapter et de mourir.

★ À maîtriser

• 🔄 L’organisation du vivant suit une hiérarchie:
  1. atomes
  2. biomolécules
  3. organites
  4. cellules
  5. tissus
  6. organes
  7. systèmes d’organes
  8. organismes

Compléments

• Un écosystème associe des populations à leur environnement, tandis que la biosphère regroupe l’ensemble des êtres vivants et des domaines qu’ils habitent sur Terre.

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → organite → cellule → tissu → organe → système → organisme

📖 2. Métabolisme et fonctions du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Anabolisme : Partie du métabolisme qui synthétise des composés complexes à partir de composés simples en consommant de l’énergie.
• Catabolisme : Partie du métabolisme qui dégrade des composés complexes en composés simples avec libération d’énergie et production de déchets.

📝 Points essentiels

• Les fonctions physiologiques essentielles comprennent:
  • la nutrition
  • la digestion
  • l’excrétion
  • la respiration
  • la circulation

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit et consomme l’énergie ; catabolisme dégrade et libère l’énergie

📖 3. Biomolécules organiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Protides : Composés organiques azotés formés d’un ou de plusieurs acides aminés, et les protéines sont des polymères d’acides aminés constitués d’un ou de plusieurs polypeptides.

★ À maîtriser

• Les quatre grandes classes de molécules organiques sont:

  • les protides
  • les glucides
  • les acides nucléiques
  • les lipides

• Les 20 acides aminés participent à la construction des protéines, et leur chaîne latérale R détermine notamment leur taille, leur forme, leur polarité, leur charge et leur réactivité.

• Les glucides sont des molécules organiques de transport, de réserve énergétique et de structure formées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène.

• L’amidon est une réserve de glucose chez les plantes, le glycogène est une réserve de glucose chez les animaux, la cellulose constitue la paroi des cellules végétales et la chitine constitue le squelette externe des Arthropodes.

Compléments

• La liaison peptidique se forme entre le groupement carboxyle d’un acide aminé et le groupement amine d’un autre, avec libération d’une molécule d’eau.

💡 Astuce mémo

GLAP : glucides, lipides, acides nucléiques, protides

📖 4. ADN, ARN et nucléotides

🔑 Notions clés & Définitions

• Acides nucléiques : Molécules organiques de l’information génétique constituées d’hétéropolymères de nucléotides, comme l’ADN et les ARN.

📝 Points essentiels

📌 L’ADN est un polymère de désoxyribonucléotides contenant du désoxyribose et la thymine, généralement double brin, tandis que l’ARN est un polymère de ribonucléotides contenant du ribose et l’uracile, généralement simple brin.

• Un nucléotide comprend un pentose, une base azotée portée par le carbone 1’ et un groupement phosphate porté par le carbone 5’.

• Dans l’ADN, les paires A-T sont reliées par deux liaisons hydrogène et les paires G-C par trois liaisons hydrogène.

• La liaison phosphodiester relie le carbone 5’ d’un sucre au carbone 3’ du sucre suivant et contribue à la polarité antiparallèle de l’ADN.

💡 Astuce mémo

ADN double brin avec T ; ARN simple brin avec U

📖 5. Lipides et molécules minérales

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Molécules organiques participant à la formation des membranes et au stockage de l’énergie, insolubles ou partiellement insolubles dans l’eau et solubles dans les solvants organiques.
• Phosphoglycérolipide : Molécule lipidique amphiphile composée de glycérol, de deux acides gras, d’un phosphate et d’un radical, participant à la formation des membranes en double couche.

📝 Points essentiels

• L’eau représente environ 60 à 75 % de la masse d’un corps humain et participe aux réactions, à la protection contre les chocs et à la prévention de l’hyperthermie.

• Les sels minéraux sont des composés ioniques qui, dissous dans l’eau, deviennent des ions appelés électrolytes, dont la composition est maintenue notamment par les reins.

💡 Astuce mémo

Un phospholipide présente une tête hydrophile et deux queues hydrophobes

📖 6. Organisation des cellules

★ À maîtriser

• Toute cellule possède un cytoplasme, de l’ADN et des ribosomes, tandis que l’ADN se trouve dans un nucléoïde chez les procaryotes et dans un noyau chez les eucaryotes.

📌 Une cellule procaryote est petite, dépourvue de noyau et contient généralement un chromosome circulaire dans le cytoplasme, tandis qu’une cellule eucaryote est plus grande, possède un noyau contenant plusieurs chromosomes et des organites.

Compléments

• En 1934, la construction du microscope électronique a permis de distinguer deux types d’organisation cellulaire.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau ; eucaryote avec noyau et organites

📖 7. Diversité des virus

🔑 Notions clés & Définitions

• Virus : Être non cellulaire de 15 à 350 nm, parasite obligatoire d’organismes cellulaires, incapable de croître ou de se reproduire seul et dépourvu d’activité métabolique propre.
• Virion : Particule virale extracellulaire infectieuse et métaboliquement inerte.

★ À maîtriser

• La capside est une enveloppe protéique formée de capsomères qui contient l’acide nucléique viral et parfois des enzymes ; une enveloppe lipidique facultative peut provenir de la cellule hôte.

Compléments

📌 Les bactériophages infectent les bactéries, les phytovirus infectent les cellules végétales et les virus animaux infectent les cellules animales, dont certaines peuvent être humaines.

💡 Astuce mémo

Capside → acide nucléique → nucléocapside → virion infectieux

📖 8. Cycle viral et défenses

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle d’infection du VIH suit les étapes suivantes: reconnaissance du virus, endocytose du virus, conversion de l’ARN viral en ADN viral, entrée de l’ADN viral dans le noyau, transcription et traduction en protéines virales, sortie de nouveaux virus

📌 Les antibiotiques sont inefficaces contre les virus parce que ceux-ci ne possèdent pas d’appareil autonome de synthèse.

Compléments

• Les principaux moyens de défense ou traitements antiviraux sont:
  • la réponse immunitaire
  • la fièvre
  • l’élimination des insectes vecteurs
  • les interférons
  • les inhibiteurs de la transcriptase inverse
  • les inhibiteurs de la protéase

💡 Astuce mémo

Reconnaissance → endocytose → conversion ARN-ADN → intégration → production → sortie

📖 9. Procaryotes et bactéries

★ À maîtriser

• Les procaryotes sont généralement des microorganismes unicellulaires de 1 à 10 µm de diamètre, dépourvus de noyau et contenant un ADN cytoplasmique circulaire ainsi que des ribosomes.

Compléments

• Les Archéobactéries vivent notamment dans des milieux extrêmes riches en méthane, très salés, acides ou très chauds, tandis que les Eubactéries constituent la majorité des procaryotes.

• Les bactéries peuvent être des décomposeuses, des symbiotes, des agents pathogènes, des bactéries fixatrices d’azote ou des auxiliaires industrielles et de recherche.

• Escherichia coli est une protéobactérie entérique pouvant être symbiotique ou commensale de l’intestin.

📖 10. Symbioses et structure bactérienne

★ À maîtriser

📌 Le commensalisme profite à une seule espèce sans préjudice pour l’autre, le mutualisme profite aux deux espèces sans préjudice, et le parasitisme profite à une espèce avec préjudice pour l’hôte.

• Les plasmides sont de petites molécules d’ADN circulaires bicaténaires extrachromosomiques portant notamment des gènes responsables de la conjugaison bactérienne et de la résistance aux antibiotiques.

• La paroi bactérienne, faite de polysaccharides et de liaisons peptidiques, maintient la forme de la bactérie et la protège des agents externes ; elle est épaisse chez les bactéries Gram positives et plus fine avec une membrane externe chez les Gram négatives.

Compléments

• Les ribosomes bactériens sont formés d’une petite et d’une grande sous-unité et constituent le siège de la synthèse des protéines ; leur association forme des polysomes.

• La capsule bactérienne est une enveloppe muqueuse et gélatineuse composée de polysaccharides et de protéines qui favorise l’adhérence aux surfaces, aux cellules eucaryotes et à d’autres bactéries, tout en protégeant parfois contre la phagocytose.

💡 Astuce mémo

Commensalisme : un bénéficiaire ; mutualisme : deux bénéficiaires ; parasitisme : bénéfice avec préjudice

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des cellules procaryote et eucaryote